基于Mach-Zehnder干涉儀的聚合物熱光模式開關(guān)研究.pdf

1、由于光纖的非線性效應(yīng)以及光纖放大器帶寬的限制，目前單模光纖的通信容量已經(jīng)接近極限。為了滿足未來人們對(duì)高速率通信的需求，模分復(fù)用技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。在模分復(fù)用系統(tǒng)中發(fā)射端需要將基模轉(zhuǎn)換為高階模然后耦合到少模光纖中傳輸，因此可以實(shí)現(xiàn)模式靈活切換的模式開關(guān)成為了模分復(fù)用系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件。為了方便與模分復(fù)用系統(tǒng)中其它器件對(duì)接，模式開關(guān)應(yīng)該具有緊湊的結(jié)構(gòu)以及易于集成的特點(diǎn)，因此基于平面光波導(dǎo)技術(shù)的模式開關(guān)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。目前制作光波導(dǎo)的材料分為有機(jī)材

2、料和無機(jī)材料兩類，有機(jī)材料主要包括各類聚合物，無機(jī)材料包括硅及硅的化合物、鈮酸鋰等；聚合物光波導(dǎo)器件以其簡便的制作工藝、材料的廉價(jià)性、較高的熱光系數(shù)以及易于拓展為三維器件的優(yōu)勢(shì)越來越受到研究者的重視。
　　本文的研究內(nèi)容是基于聚合物熱光效應(yīng)而制作的熱光模式開關(guān)，并且利用聚合物可以多層旋涂的工藝，分別制作出了平面結(jié)構(gòu)和三維結(jié)構(gòu)馬赫曾德爾干涉儀(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)熱光模式開關(guān)。論文主要分以

3、下四個(gè)部分來論述：
　　首先，介紹了模分復(fù)用系統(tǒng)出現(xiàn)的背景并介紹了國內(nèi)外模式開關(guān)器件的研究進(jìn)展，簡述了聚合物光波導(dǎo)材料的特點(diǎn)及其制作工藝。
　　第二，分別利用馬卡悌里方法以及MATLAB、Comsol等軟件對(duì)器件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了仿真分析，然后利用Comsol熱擴(kuò)散模型進(jìn)行了熱擴(kuò)散仿真，根據(jù)計(jì)算和仿真結(jié)果，得到了器件初步的設(shè)計(jì)參數(shù)。然后在Rsoft軟件中仿真了器件中的光路圖，仿真結(jié)果證明可以達(dá)到預(yù)想效果。
　　第三，制作